智能停车场泊车引导服务系统设计

张浩 李玉丽

（吉林建筑大学，吉林长春 130118）

随着时代的发展，各种商业收费停车场都安装了停车场管理系统，以方便车辆的收费和进出管理。但单纯解决出入口控制的问题并不能提高多少停车效率，反而滋生了各种停车乱象，更有甚者因为抢一个车位而酿成了惨剧。从本质上讲，还是由于停车场与人的信息交互不到位，并且没有一个合适的系统去快速反应并引导人停车引起的。基于当前停车场内部的引导和服务功能不完善的现实状况，制作一个准确、高效的泊车引导服务系统能极大改善人们的停车体验，为人们的生活带来便利。

1 智能停车场泊车服务引导系统设计概况

智能停车场泊车引导服务系统分为采集信息的车位检测模块、传递信息的输入模块、完成数据分析处理和控制的主控模块、实现需求的显示引导模块、辅助指引的语音模块以及连接各个系统的通信模块六个部分。可实现检测车位使用情况，显示空闲车位数量、以引导牌引导泊车这三项核心功能。还可实现车位数量可视，泊车智能指引等功能，提高停车场的利用率，降低管理方的管理成本，减少车辆的巡游时间和避免停车场内交通拥堵。

2 智能停车场泊车服务引导系统研究与应用

2.1 车位检测模块

主要采用超声波车位探测器，在每个车位安置两个传感器，搭建直接反射式的检测模式。当车辆停入停车位时，发射的声波遇到阻碍会提前发射回传感器的接收器，从而使传感器检测到车辆。为了避免人走动或其他物品遮挡的干扰，当检测到有车刚停放时需要两个传感器同时检测到信号，且间隔几秒钟之后再进行确认。假设t 为发射超声波与接收超声波的时间间隔，v 为超声波在空气中的传播速度，S 为实测距离，H 为超声波探头到反射面的距离H=vt/2（即检测距离），H＜S 则有车；反之则表明车位空闲。当其发出信号源超声波，从而监测车位有无车辆停放时，检测模块会将收集到的信息反馈给主控制器进行处理、判断。

2.2 输入模块

当车位检测模块采集到车位信息后，需要将信息输入给主控模块进行处理。本系统采用单片机作为系统的主控制器，当车位数量较多时，单片机I/O 口无法满足要求，需要通过选通芯片来完成信号输入。本系统选用CD4051 单8 通道数字控制模拟电子开关来实现多路信号的输入。以SJA1000 作为独立的CAN 控制器，在主控制器模块、传感器、LED 电子显示屏之间实现有效的信息传递。

2.3 主控模块

主控制模块完成停车数据的监测、分析，并控制对应信号输出，是最核心的部分，也是整个系统的“大脑”。当车辆进入停车场时，控制器通过传感器检测得到的车位信息优先选择离入口最近的空余车位，在5 分钟内显示该车位已经被占，加载从入口到该车位所需要经过的指示设备，并且向显示模块和语音模块输出车辆进入该车位所需的信号，争取快速引导车辆进入停车位。经过测试最终在多个芯片中选择采用STM32 单片机作为核心中央控制器。原理如图2 所示，停车引导流程图如图3所示。

2.4 显示模块

图1 地下车库节点模拟图

本系统采用LED 等和四位数码管来实现显示引导。接收控制器的输出信号，点亮车位对应的ED 灯，并用数码管显示空闲车位数。通过点亮停车场内的引导牌和安置在各个路口节点的显示牌，使驾驶者找到车位并停车。显示牌布置的节点位置如图1 所示。

2.5 语音模块

在LED 灯引导的同时，在各个分岔路口安装语音播报结点，加设语音引导，进一步减少驾驶员在停车场内所消耗的时间。语音引导采取提前一个结点播报，并在转弯结点再一次播报提醒的方式。例如需要车辆在下一个路口右转时，语音助手会在路口的前一个结点播报“请在下一个路口右转”，并且在需要右转的路口播报“请右转”再一次提醒车主。确保车主接收到信息且有足够的时间反应。

图2 系统结构图

2.6 通信模块

在整个泊车诱导系统中，车位检测模块、单片机以及LED显示终端之间需要通过总线完成信息的传递、交互。控制器局域网是ISO 国际标准化的串行通信总线，简称CAN 总线。这种总线的信号传输结构是每一帧有8 个有效字节的短帧结构，信号传输的节点可以过滤有误信息，抗干扰能力强、传输效率高，根据以上情况采用CAN 总线。

2.7 存在的问题及完善措施

由于停车场内传输距离远、区域复杂、信号干扰较大，同时需要保持多机通讯，根据以上情况采用CAN 总线。CAN 总线的网络中节点间可相互传递信息，节点最高可达上百个，且节点信息传递实时性高，可设置节点传递的优先级。

基础设计中为确保准确引导和信息无误，该系统一次只能服务于一辆汽车，无法满足快速通行的需求。可在LED 灯和引导牌上加装传感器，检测到车辆通过时熄灭指示信息，使指示设备的状态复位，方便接收下一个所需要的信号。并且加大显示屏的容量，通过与停车场管理系统联合，在显示屏上显示车辆的车牌号和寻路信息，做到精准引导。

3 结论

随着生产力和需求的发展，车辆的数目与日俱增。停车难、停车慢的问题一直困扰着众多人。由于现在的停车场大多存在对是否存在车位以及空闲车位所在指示不明确的问题，很多人的时间都花费在了进停车场——找车位——没车位——出停车场——进另一个停车场的循环上，这对于要停车办事的人产生了极大的不便。因此也出现了各种在街道上随意停车的现象，为公共交通增加了很多不必要的压力。智能停车场泊车引导服务系统的设计可以快速反应停车场内的车位情况，并且快速为进入停车场的车辆找到车位。大幅度减少了停车所花费的时间，为提高办事效率和方便市民出行提供了一部分助力。

图3 停车引导流程图

不仅如此，智能化的实现也解决了一些传统人工管理的问题。传统的人工管理不仅需要投入很大的成本，而且效率基本不高，并且用人工的方式引导停车存在遗漏忘记空车位的现象，部分可能存在故意留车位收好处费的现象。而本系统能很好地避免这些现象，智能停车场泊车服务系统具有定位精、成本低、安装易、抗干扰的特点，让程序自己去运行，使停车场的效率尽可能达到最高。

智能停车场泊车服务引导系统在当下可与停车场管理系统搭配使用，在不远的将来更是可以和手机APP 联动实现更加便捷的交互和指引，为建立无人化、智能化、高效化的停车场打下良好的基础，相信在未来人们的生活会越来越方便快捷。